Charge Transfer Induced Polarity Switching in Carbon Nanotube Transistors
我们探讨了含胺分子肼、聚苯胺和氨基丁基膦酸与碳纳米管场效应晶体管之间的电荷转移相互作用。我们成功地将p型CNTF晶体管转换为n型，并利用肼作为掺杂剂，在导通和截止晶体管状态下大幅提高了器件性能。我们有效地切换晶体管的极性之间的p型和n型通过访问不同的氧化态的聚苯胺。我们还展示了通过在同一分子中设计各种电荷接受和捐赠基团来调制CNTFET的阈值电压（Vth）的灵活性。
2006-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Supramolecular interaction of singlewall carbon nanotubes with a functional TTF-based mediator probed by field-effect transistor devices
通过场效应晶体管结构中的电输运测量和近红外吸收光谱研究了单壁碳纳米管与四硫富瓦烯（TTF）功能有机材料之间的超分子相互作用.结果清楚地表明，吸附的分子通过其芘单元作为电子受体的纳米管的电荷转移相互作用。暴露于碘蒸气会增强这种效应。与原始的碳纳米管场效应晶体管器件的比较表明，利用发生在超分子组装体中的电荷转移相互作用的可能性，其中介体单元用于抑制和增强外部信号。
2013-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Solution processed large area field effect transistors from dielectrophoreticly aligned arrays of carbon nanotubes
我们展示了解决方案可加工的大面积场效应晶体管（FET）从对齐阵列的碳纳米管（CNT）。市售的，悬浮在水溶液中的无表面活性剂的CNT使用交流介电泳技术在源极和漏极之间对准。在通过电击穿去除金属纳米管后，器件显示出p型行为，开关比高达~ 2X10^4。测得的场效应迁移率高达123 cm 2/Vs，这比典型的溶液处理的有机FET器件高三个数量级。
2009-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Chemically active substitutional nitrogen impurity in carbon nanotubes
采用从头算密度泛函理论研究了锯齿形和扶手椅形半导体单壁碳纳米管中氮替代杂质的性质。在低浓度（小于1原子%）下，半导体管中的缺陷态变得空间局部化，并在带隙中形成平坦的能级。这样的定域状态使得杂质位点具有化学活性和电子活性。我们发现，如果两个相邻的管有他们的杂质面对彼此，管间共价键的形式。这一发现为隧道结开辟了一个有趣的可能性，以及通过选择性地在杂质位点与配体形成化学键来使适当掺杂的碳纳米管官能化。如果管间键密度足够高，则可以形成高度堆积的互连单壁纳米管束。
2004-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Photo-gating Carbon Nanotube Transistors
碳纳米管晶体管的光电测量已经显示出对入射光的各种各样的灵敏度。直接光电流过程与许多外在机制竞争。在这里，我们表明，可见光吸收在硅基板产生的光电压，可以电门的纳米管设备。由改变的栅极电压引起的光电流可以显著大于由于在纳米管中直接产生电子-空穴对引起的光电流。在这些设备中的光电门的主导地位证实了所产生的光电流的功率和位置的依赖性。功率依赖性是强烈的非线性和光电流测量通过该设备，即使当激光照射到1毫米的纳米管。
2007-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Band Structure Mapping of Nanotube Transistors by Scanning Photocurrent Microscopy
报道了碳纳米管场效应晶体管（CNFET）在不同输运状态下的空间分辨光电流测量结果。它表明，在不同的偏置条件下测量的光电流提供访问的电子能带结构的纳米管通道的轮廓。将器件转换为n型或p型状态的曲线进行比较，清楚地证明了环境中化学掺杂的影响。此外，我们表明，扫描光电流显微镜构成了一个有效的和简便的技术，定量测定在这样的设备中的肖特基势垒高度。
2007-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Gate Capacitance Coupling of Singled-walled Carbon Nanotube Thin-film Transistors
分别在量子极限和经典极限下分析了薄膜晶体管（TFT）中单壁碳纳米管（SWNT）网络/阵列与平面栅电极之间的静电耦合。计算的电容取决于栅极电介质的厚度和管之间的平均间距，并与这些间距的分布有一定的依赖性。对使用单壁碳纳米管的亚单层随机网络的晶体管的实验验证了这些计算的某些方面。这一结果对于开发作为TFT和其他电子器件中活性层的纳米管网络或阵列具有重要意义。
2006-12-06 cond-mat.mtrl-sci
High-Performance Carbon Nanotube Field-Effect Transistor with Tunable Polarities
最先进的碳纳米管场效应晶体管（CNFET）表现为肖特基势垒（SB）调制晶体管。众所周知，栅极氧化物的垂直缩放显著地改善了这些器件的性能。然而，降低氧化物厚度也导致显著的双极晶体管特性和增加的漏极漏电流。使用一种新的器件概念，我们已经制造出高性能，增强型CNFET表现出n或p型单极行为，可调的静电和/或化学掺杂，具有良好的关断状态的性能和陡峭的亚阈值摆幅（S =63 mV/dec）。该器件设计允许积极的氧化物厚度和栅极长度缩放，同时保持所需的器件特性。
2005-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Miniature Organic Transistors With Carbon Nanotubes as Quasi-One Dimensional Electrodes
随着电子器件的尺寸接近分子的尺寸，接触电极的尺寸、几何形状和化学成分在器件功能中发挥着越来越重要的作用。单壁碳纳米管（SWNT）可以作为准一维（1D）电极用于构建分子尺度宽度（~ 2nm）和沟道长度（1-3 nm）的有机场效应晶体管（FET）。由于准1D电极几何形状的一个重要特征是有利的栅极静电，其允许超短有机通道的有效切换。这为长度仅为几个分子的有机晶体管提供了数量级的室温电导调制，其开关特性优于具有光刻图案化金属电极的类似器件。利用纳米管，可以利用共价碳-碳键来形成与分子材料的接触。碳纳米管电极独特的几何、物理和化学性质可能会导致各种有趣的分子器件。
2004-08-19 cond-mat.mtrl-sci
DNA Functionalization of Carbon Nanotubes for Ultra-Thin Atomic Layer Deposition of High k Dielectrics for Nanotube Transistors with 60mV/decade Switching
对于单壁碳纳米管（SWNT）场效应晶体管，通过原子层沉积（ALD）的高k值的垂直缩放目前为约8 nm，在室温下亚阈值摆幅S为约70-90 mV/decade。由于纳米管上缺乏官能团，在生长的原始SWNT上的ALD不能产生均匀和共形的电介质层，并且ALD工艺中氧化物电介质层的成核取决于表面上的反应性基团上的共价化学吸附。在这里，我们表明，通过用聚T DNA分子（dT 40-DNA）非共价官能化单壁碳纳米管，可以赋予足够密度和稳定性的官能团，用于在厚度低至2- 3 nm的单壁碳纳米管上均匀和共形的高k值ALD。这使得能够接近纳米管FET的最终垂直缩放极限，并且在室温下可靠地实现S ~ 60 mV/十倍，并且在双极传输的带到带隧穿机制中实现S~ 50 mV/十倍。我们还进行了显微镜调查，以了解ALD过程的单壁碳纳米管与DNA功能化。
2006-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen and light sensitive field-effect transistors based on ZnO nanoparticles attached to individual double-wall carbon nanotubes
半导体纳米粒子在碳纳米管上的附着是纳米技术中最具挑战性的课题之一。成功的高覆盖率连接和对电荷转移机制和光电流产生的控制开辟了新的应用领域，如高效太阳能电池和纤维增强聚合物。在这项工作中，我们研究了单个双壁碳纳米管高度覆盖均匀的ZnO纳米粒子的电荷转移。选择合成胶体程序以避免在纳米颗粒-纳米管界面处的长链配体。将所得复合材料用作场效应晶体管器件中的导电沟道，并分析了在各种条件下的光电响应。通过对电荷转移特性的研究，我们可以阐明非共价键连接的半导体纳米粒子到碳纳米管的电荷转移机理。的作用，正电荷保留在纳米粒子的门控效应进行了讨论。
2013-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport Properties of Chemically Modified Double-Walled Carbon Nanotubes
研究了长度达到微米级的化学功能化金属双壁碳纳米管的量子输运性质。第一性原理计算的证据表明，对于由典型的石墨范德华键距离分开的同轴管，与sp $^3$型缺陷的外壁的化学改性会影响外管和内管的电子结构，这显著降低了DWNT的电荷传输能力。对于侧壁之间的较大间距，外壁的导电性随着官能团覆盖密度的增加而降低，而内管中的电荷传输相当于原始纳米管的电荷传输。此外，CCl $_2$化学连接到外部DWNT侧壁上几乎不影响双壁的共轭$π$ -网络，并且电荷传输保持在准弹道状态。这些结果表明，一个有效的路线，剪裁电子输运的DWNTs提供的内壳几何形状和功能基团进行了适当的选择。
2016-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Nanotransfer Printing of Organic and Carbon Nanotube Thin-Film Transistors on Plastic Substrates
已开发出一种用于将有机电子设备的所有组件高分辨率转移到塑料基板上的印刷工艺，并针对并五苯（Pn）、聚（3-己基噻吩）和碳纳米管（CNT）薄膜晶体管（TFT）进行了演示。纳米转移印刷工艺允许制造整个装置，而不将任何组件暴露于不相容的工艺，并且减少了对转移或装置基底的特殊化学制备的需要。塑料基板上的器件包括饱和场效应迁移率为0.09 cm^2（Vs）^-1、开/关比约为10^4的Pn TFT和显示双极性行为且无滞后的CNT TFT。
2005-03-18 cond-mat.mtrl-sci
High performance n-doped carbon nanotube field-effect transistors
我们描述了一个强大的技术，用于制造高性能的垂直缩放n型掺杂场效应晶体管从大带隙碳纳米管。这些器件具有在技术相关范围（-1.3V < V_th < 0.5V）内的可调阈值电压，并且在导通状态下可以承载高达5-6 μ A的电流。我们通过暴露于钾（K）蒸气和在高真空中的器件退火来实现这样的性能。该处理具有双重效果：（i）通过纳米管的体掺杂（高达约0.6e/nm）可控地使V_th向负栅极偏压偏移，以及（ii）使导通电流增加1-2个数量级。这种电流增强是通过降低外部器件电阻来实现的，这是由于K金属和掺杂纳米管沟道之间的更紧密接触以及接触处肖特基势垒高度的潜在降低。
2004-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Random networks of carbon nanotubes optimized for transistor mass-production: multi-variable problem
单壁碳纳米管（CNTs）的随机网络通常包含金属（m-CNTs）和半导体（s-CNTs）纳米管，其比例约为1：2，这导致导通电导和开/关比之间的折衷。我们演示了如何设计问题可以解决一个现实的数值方法。我们确定CNT的密度，长度和沟道尺寸的CNT薄膜晶体管（TFT）同时达到导通电导高于$1~{\rm μS}$和开/关比高于$10^4$。事实上，非对称系统比对称系统具有更明显的有限尺寸标度行为，这使我们能够获得额外的设计自由度。对于一定范围的CNT长度$l_{\rm CNT} = 4-20~{\rm μm}$，仅用通道长宽比$L_{\rm CH} / W_{\rm CH} < 1.2$和归一化通道尺寸$L_{\rm CH}W_{\rm CH} / l^2_{\rm CNT} > 250$获得高于99\%的期望特性的实现概率。
2016-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Deformation Potential Carrier-Phonon Scattering in Semiconducting Carbon Nanotube Transistors
单壁碳纳米管中载流子输运的理论计算与最近的实验进行了比较。载流子声子散射占使用变形势近似。通过与实验的比较，确定了半导体碳纳米管的形变势耦合常数为14 eV。理论表明，密切预测的低场迁移率，电导，和场效应晶体管的电阻作为感应纳米管电荷密度，直径和温度的函数。结果表明，由于强的子带间散射，多个子带通道导通时器件电导降低。与实验的比较允许识别的平均自由程（Lm）在半导体碳纳米管。当器件开启时，发现Lm显著增加。当器件处于开启状态时，平均自由程（Lm-ON）与管直径成线性变化，与温度成反比。子带间散射被发现强烈降低Lm-ON时，几个子带被占用。在室温下考虑3个子带通道时，当考虑子带间散射时，对于4 nm直径的管，Lm-ON从570 nm减小到200 nm。由于子带间距随着管直径的减小而增加，因此对于较小的直径，子带间的影响减小。
2006-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Optimizing Transistor Performance of Percolating Carbon Nanotube Networks
在混合的金属和半导体CNT的导电网络中，在高导通电流（密集网络）和高开/关比（其中金属CNT部分不导电的稀疏网络）之间存在折衷。对晶体管结构的器件进行了实验，并进行了蒙特卡罗模拟，以确定器件电阻率随沟道长度（L）变化的缩放行为，CNT密度p在0.04 - 1.29 CNT/μm^2的范围内，处于导通和关断状态。在W = 50 μm，L > 70 μm，p = 0.54 - 0.81 CNTs/μm^2时，获得了场效应迁移率高达50 cm^2/Vs，开/关比> 10^3的优化器件。
2010-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Band Structure, Phonon Scattering and the Ultimate Performance of Single-Walled Carbon Nanotube Transistors
半导体单壁碳纳米管的扩散输运制度进行了研究。发现峰值迁移率与纳米管直径的平方成比例，与温度成反比。最大电导，校正的接触，是线性的直径和反温度。这些结果与结合纳米管的不寻常的能带结构的声学声子散射的理论预测吻合得很好。这些测量结果为在扩散机制下工作的纳米管晶体管的性能设定了上限。
2005-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon Nanotubes in Microelectronic Applications
碳纳米管以其优异的电学和机械性能被认为是未来的互连材料和开关器件，其性能可能超过硅器件。在本文中，我们将介绍纳米管，指定的应用，纳米管可以有助于摩尔定律的进步，并显示我们的进展纳米管工艺集成在微电子兼容的方式。在整个晶片上光刻定义的位置作为成功实施的纳米管的关键要求的单个纳米管的生长示出。在纳米管晶体管方面，我们提出了一种垂直纳米管晶体管概念，其性能优于2016年ITRS的要求。性能主要是有限的接触电阻，但通过与硅器件相比，我们表明，制造的纳米管晶体管今天已经超过了硅器件的导通电阻，导通电阻和驱动电流的值。
2004-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Metallic Carbon Nanotubes as High-Current-Gain Transistors
低维金属输运是现代高性能晶体管的核心。虽然目前最好的器件是基于III-V异质结量子阱通道，但我们证明了更大的性能增益存在于一维碳纳米管的独特特性中。使用最近的实验数据，我们展示了如何在金属纳米管的简并载流子动力学的具体功能，使一类新的量子限制信号检测器，其电流增益超过目前的晶体管技术。我们通过微观守恒的量子动力学描述，分析了简并度和散射动力学对量子力学的关键相互作用。
2006-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependence of Electrical Characteristics of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors: A Quantum Simulation Study
采用二维全量子模拟方法，对碳纳米管场效应晶体管在不同温度下的特性进行了全面的研究。采用自洽解二维Poisson-Schrodinger方程的非平衡格林函数（NEGF）的形式主义进行了模拟。研究了CNTF晶体管的电流容量、漏电导、漏电流、亚阈值摆幅等主要特性。模拟结果表明，在250 ~ 500 K温度范围内，CNTFET的漏电导和导通电流随温度的升高而增大。与此同时，由于关断电流增长加快，开断电流比率恶化。此外，温度对短沟道效应（SCE），如漏致势垒降低（DIBL）和阈值电压滚降的影响进行了研究。结果表明，亚阈值摆幅与DIBL参数几乎呈线性相关，因此这些参数的退化具有相同的根源，并能很好地受温度的影响。
2017-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Imaging Dissipation and Hot Spots in Carbon Nanotube Network Transistors
我们使用碳纳米管网络（CNN）晶体管的红外测温，并发现在操作过程中形成的独特的热点。然而，击穿时的平均CNN温度明显低于单个纳米管击穿时的预期温度，这表明纳米管结处的功率耗散极高。统计分析和与热模型的比较可以提取平均管-管结热阻，~4.4x10^11 K/W（热导率~2.27 pW/K）。这表明纳米管结对CNN传输、耗散和可靠性的影响比诸如低衬底热导率的外在因素大得多。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz response of carbon nanotube transistors
本文提出了一种基于自洽非平衡格林函数的含时量子输运方法。该技术被应用到弹道碳纳米管晶体管的存在下，在栅极的时间谐波信号。在ON状态下，动态电导在太赫兹频率处表现出等离子体共振峰。这些在OFF状态下消失，动态电导显示出平滑的振荡，这是单粒子量子效应的特征。我们发现，纳米管的动力学电感起着至关重要的作用，在高频行为。
2009-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lateral scaling in carbon nanotube field-effect transistors
我们已经制造了碳纳米管（CN）场效应晶体管与多个，可单独寻址的栅极段。当使用控制器件内部的栅极段与控制源极和漏极附近的栅极段切换时，器件表现出明显不同的晶体管特性。我们归因于这种差异的变化，从肖特基势垒调制在接触批量开关。我们还发现，通过散装部分的电流是独立的栅极长度的任何栅极电压，提供直接的证据弹道输运在半导体CN在至少几百纳米，即使是相对较小的载流子速度。
2003-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-short suspended single-wall carbon nanotube transistors
我们描述了一种方法来制造干净的悬浮单壁碳纳米管（SWCNT）晶体管托管一个单一的量子点的长度范围从几十纳米到$\approx$ 3纳米。我们首先在单个单壁碳纳米管的顶部对齐窄的金蝴蝶结并悬挂设备。然后，我们使用反馈控制的电迁移来打破金结，并暴露纳米尺寸的单壁碳纳米管部分。我们在低温下测量这些器件中的电子输运，并表明它们形成清洁和可调的单电子晶体管。这些超短悬置晶体管提供了研究具有强电子-振子耦合的太赫兹振荡器的前景。
2011-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
10 to 50 nm Long Quasi Ballistic Carbon Nanotube Devices Obtained Without Complex Lithography
提出了一种结合光刻和阴影（或角度）蒸发的简单方法制备单壁碳纳米管（SWCNT）器件，金属接触之间的管长L~10-50 nm。大量的这种短的设备，而不需要复杂的工具，如电子束光刻。长度约为10 nm的金属单壁碳纳米管，光学声子散射的平均自由程（mfp）约为10 ~15 nm，在高偏压下表现出近弹道输运，并且每管可以承载前所未有的100 mA电流。通常生产具有约50 nm沟道长度的半导体SWCNT场效应晶体管（FET）以实现分子晶体管的准弹道操作。结果表明，高度长度缩放和高性能的互连和晶体管实现与单壁碳纳米管。
2004-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Local-gated single-walled carbon nanotube field effect transistors assembled by AC dielectrophoresis
我们提出了一个简单的和可扩展的技术，用于制造的解决方案处理和局部栅控碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）。该方法是基于通过AC介电电泳（DEP）将来自二氯乙烷的单个单壁碳纳米管定向组装到预先图案化的源极和漏极上，其中在中间具有局部铝栅极。与全局背栅相比，局部栅控CNT-FET器件显示出优越的性能，其开关比为10^4，最大亚阈值摆幅为170 mV/dec。局部底栅DEP组装的CNT-FET将促进互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容纳米电子器件的大规模制造。
2008-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor-enriched single wall carbon nanotube networks applied to field effect transistors
报道了由半导体单壁碳纳米管组成的场效应晶体管的实质性进展。通过光吸收、拉曼测量和电学测量证实了金属纳米管的几乎完美的去除。这一出色的结果尤其是通过在甲苯中使用聚芴作为萃取剂对由SWNT粉末制备的溶液进行超浓缩（150 000 g）而成为可能。这种s-SWNT可加工的解决方案被应用于实现FET，体现随机或优先取向的纳米管网络制备的旋涂或介电泳。器件在空气中表现出稳定的p型半导体行为，具有非常有前途的特性。通-断电流比为10^5，导通电流水平约为10 $μ$ A，并且估计的空穴迁移率大于2 cm 2/ V s。
2010-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Comparative Study of Chemically Synthesized and Exfoliated Multilayer MoS2 Field-Effect Transistors
我们报告实现的场效应晶体管（FET）与化学合成的多层二维晶体半导体二硫化钼。化学合成的（S-）MoS 2的电学性质，如FET迁移率、亚阈值摆幅、开/关比和接触电阻与机械剥离的（X-）MoS 2的电学性质是不可区分的，然而平带电压是不同的，可能是由于转移过程中产生的极性化学残留物。电子衍射研究和拉曼光谱显示的结构相似的s-MoS 2的x-MoS 2。这份关于s-MoS 2行为和性质的初步报告说明了使用合成层状2D晶体半导体的电子器件的可行性。
2013-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transistors with Chemically Synthesized Layered Semiconductor WS2 Exhibiting 105 Room Temperature Modulation and Ambipolar Behavior
我们报道了用化学合成的层状二维（2D）晶体半导体WS 2制作的场效应晶体管（FET）的实现。二维肖特基势垒FET在室温下具有双极特性和高（~ 105倍）的开/关电流比，电流饱和。该行为归因于2D晶体材料中的能带隙的存在。场效应晶体管对可见光有明显的光响应。该器件具有良好的电子和光学特性，加上层状2D晶体的灵活性，使WS 2对未来的电子和光学器件具有吸引力。
2012-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemically Functionalized Semiconducting Carbon Nanotubes: Limits for High Conductance Performance
我们提出了第一性原理研究的电子输运性质的微米长的半导体碳纳米管随机覆盖的卡宾官能团。而以前的研究表明，金属管几乎不受这种粘附的影响，我们在这里表明，与标准直径的半导体管的电导是相反的严重损坏。提取了作为管径函数的构型平均电导，并具有多达一百个官能团的覆盖率。我们的研究结果表明，寻找一个电导保持共价官能化路线仍然是一个具有挑战性的问题。
2010-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-frequency performance of scaled carbon nanotube array field-effect transistors
我们报告了碳纳米管阵列晶体管的射频性能，这些晶体管是通过在完全可扩展的器件平台上对齐高度分离的半导体碳纳米管组装而实现的。在100 nm的栅极长度，我们观察到输出电流饱和，并获得测量，非本征电流增益和功率增益截止频率，分别为7 GHz和15 GHz。虽然非本征电流增益与现有技术相当，但非本征功率增益得到改善。153 GHz和30 GHz的去嵌入的本征电流增益和功率增益截止频率是迄今为止实验达到的最高值。我们分析了直流和交流性能参数的一致性，并讨论了碳纳米管阵列晶体管在高频电子学中未来应用的要求。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Carbon Nanotube/Organic Semiconductor Interfacial Area on the Performance of Organic Transistors
我们发现，并五苯晶体管的性能可以显着提高，通过最大限度地提高单壁碳纳米管（SWCNT）/并五苯的界面面积。通过将不同密度（0-30 μm）的短单壁碳纳米管锚定到Pd电极来改变界面面积。与具有零SWCNT的器件相比，对于低、中和高SWCNT密度，平均迁移率分别增加三倍、六倍和九倍。随着单壁碳纳米管密度的增加，电流通断比和导通电流分别增加了40倍和20倍。我们解释了使用降低的单壁碳纳米管/并五苯界面的势垒高度的改善的器件性能。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High frequency Scanning Gate Microscopy and local memory effect of carbon nanotube transistors
我们使用阻抗谱来测量单壁碳纳米管场效应晶体管（swCN-FET）的高频特性。此外，我们扩展扫描栅显微镜（SGM）的频率高达15 MHz，并使用它的图像的SWCN-FET电路的阻抗变化引起的SGM尖端栅极。在早期的报告相比，这两个实验的结果是一致的一个简单的RC并联电路模型的SWCN-FET的，与时间常数为0.3毫秒。我们还使用SGM提示显示本地性质的记忆效应通常观察到的SWCN-FET的，这意味着基于纳米管的存储单元可以被小型化到几十纳米的顺序的尺寸。
2005-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal contacts in carbon nanotube field effect transistors: Beyond the Schottky barrier paradigm
碳纳米管场效应晶体管的观察到的性能进行检查使用第一性原理量子输运计算。我们专注于Au和Pd电极与开放式半导体纳米管的电接触的性质和作用，使表面的化学接触通过接触原子构型的大规模弛豫充分发展。我们提出了第一个直接的数值证据，钯接触表现出完美的透明度，空穴注入，而不是金接触。另一方面，它们各自的肖特基势垒高度对于实际接触模型来说相当相似。这些发现与迄今为止报道的实验数据基本一致，并且表明肖特基接触不仅仅是被动欧姆接触，而是主动影响器件的I-V行为。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling a Schottky-barrier carbon nanotube field-effect transistor with ferromagnetic contacts
在这项研究中，肖特基势垒碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）的模型，铁磁接触，已经开发。重点分析了电流-电压特性以及散粒噪声和热噪声。该方法是基于紧束缚模型和非平衡格林函数技术。计算表明，在室温下，CNT FET的散粒噪声在亚阈值区为泊松分布，而在栅压和漏/源压升高区，Fano因子大大降低.此外，输运性质强烈地依赖于源极和漏极接触中的相对磁化取向。特别地，观察到相当大的隧道磁阻，其绝对值可以超过50%。
2007-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamental Performance Limits of Carbon Nanotube Thin-Film Transistors Achieved Using Hybrid Molecular Dielectrics
在过去的十年中，半导体碳纳米管薄膜已被公认为在电子、能源和传感领域具有广泛应用的竞争材料。特别是，大面积柔性电子器件的改进已经通过生长后处理的独立进步来实现，以解决金属与半导体碳纳米管的异质性，改善栅极的异质性，以及自组装工艺。此外，特定器件组件的受控调谐提供了材料性质和器件性能指标之间的权衡的基本探测器。尽管如此，碳纳米管晶体管的性能适合于现实世界的应用，等待在独立开创的设备组件集成的理解为基础的进展。我们通过将高纯度半导体碳纳米管薄膜与定制设计的混合无机-有机栅极电介质集成在一起来实现这一目标。这种材料的协同组合避免了传统的设计权衡，导致几种晶体管性能指标的同时进步，例如，介电常数（6.5 μS/μm）、本征场效应迁移率（147 cm^2/Vs）、亚阈值摆幅（150 mV/decade）和开/关比（5 x 10^5），同时还实现了在环境条件下的无介电常数操作。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Quantum Capacitance of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
用原子密度泛函理论计算了金属圆柱栅与碳纳米管之间的电容。结果强调量子电容在限制甚至增强CNT的屏蔽性能的主导作用。指出了电子态密度（DOS）以外的其它对量子电容的贡献。负值的量子电容得到低密度系统，相应地过屏蔽的门场。量子电容的这种非常规行为与交换贡献在CNT的总电子能量中的主导地位有关。
2004-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drain Voltage Scaling in Carbon Nanotube Transistors
虽然减少碳纳米管场效应晶体管（CNFET）中的氧化物厚度提高了导通行为，但我们证明了这也需要缩放漏极电压的范围。由于源极和漏极接触处的肖特基势垒的调制，需要这种缩放来避免关断电流随漏极电压呈指数级增加。我们说明了这与底栅双极CNFET的氧化物的2和5纳米的结果，并给出一个明确的缩放规则的漏极电压。在漏极电压极限以上，截止电流变大并且具有相等的电子和空穴贡献。这使得最近报道的光发射从适当偏置的CNFET。
2003-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Counting and manipulating single electrons using a carbon nanotube transistor
我们报告了单个金纳米颗粒的电测量结果，该纳米颗粒具有约$10^{19} Ω$的超高接触电阻。高阻抗测量是通过计算转移到粒子上的电子来进行的。为了做到这一点，碳纳米管被用作提供电子的电极，但也用作电荷转移的检测器。使用单电子检测的测量使我们能够确定Au纳米颗粒中的电子状态之间的分离，该分离约为4 meV，与颗粒的充电能量一致。纳米管单电子探测技术为高阻分子体系中电子转移的研究提供了广阔的前景。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-volatile molecular memory elements based on ambipolar nanotube field effect transistors
我们制作了空气稳定的n型双极碳纳米管场效应晶体管（CNFET），并将其用于纳米级存储单元。N型晶体管是通过在氢气中退火纳米管并通过钴电极接触它们来实现的。扫描栅显微镜显示，这些设备的体响应是类似的金接触的p-CNFET，确认肖特基势垒形成在接触界面处确定电子和空穴传输制度的可访问性。双极器件的传输特性和库仑阻塞（CB）光谱显示出强烈增强的栅极耦合，最有可能是由于氢退火过程中硅/二氧化硅界面处的缺陷密度降低。"开“状态下的CB数据表明，这些CNFET在高静电掺杂下几乎是弹道导体。由于它们的纳米级电容，CNFET对沟道周围的单个电荷的存在极其敏感。我们证明，这种属性可以利用来构建数据存储元件，在几个电子的水平。
2002-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Yield of Memory Elements from Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Atomic Layer Deposited Gate Dielectric
碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）已被提议作为未来纳米电子学的可能构建块。但是CNT FET的挑战在于它们似乎在其传输特性中随机地显示不同的滞后量。滞后通常归因于纳米管和栅极之间的电介质层中的电荷捕获。这项研究包括94个CNT FET样品，提供了一个前所未有的统计基础上看到在五个不同的CNT栅极配置的滞后。我们发现记忆效应可以通过仔细设计纳米薄层的栅介质来控制。通过使用HfO $_{2}$和TiO $_{2}$在三层结构中的原子层沉积（ALD），我们实现了第一个CNT FET，其传输特性具有一致且窄分布的记忆效应。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transconductance and Coulomb blockade properties of in-plane grown carbon nanotube field effect transistors
由单壁碳纳米管（SWCNT）制成的单电子晶体管（SET）有望用于以超低功耗运行的量子电子器件，并允许电子输运的基础研究。我们报告的SET注册面内生长，利用定制的纳米级催化剂图案和化学气相沉积。金属单壁碳纳米管已被删除的电气老化技术和共同的栅极滞后被删除使用PMMA和烘烤，导致场效应晶体管具有大的开/关比高达10^5。进一步分割成200 nm短半导体SWCNT器件产生了量子点，其在库仑阻塞状态下显示电导振荡。所展示的配准面内生长的利用打开了创建新的SET器件几何形状的可能性，所述几何形状更复杂，即横向有序和可扩展，如高级量子电子器件所需的。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanotubes for polarization sensitive terahertz plasmonic interferometry
我们报道了场效应晶体管的螺旋度敏感光伏太赫兹辐射响应的碳纳米管的制造。我们发现，整流电压的大小是不同的顺时针和反时针圆偏振辐射。我们证明，这种效果是在晶体管沟道中的等离子体波干扰的指纹。我们还发现，光伏响应的螺旋度和相敏干涉部分的存在是一个普遍现象，它在具有不同单粒子谱的不同维数的系统中得到。它的大小是等离子体波衰减长度的特征。这为等离子体干涉测量领域的应用开辟了广阔的途径。
2021-08-09 cond-mat.mtrl-sci
A Carbon Nanotube Immunosensor for Salmonella
抗体功能化的碳纳米管装置已被建议用作细菌检测器，用于监测从农场到厨房的运输过程中的食品纯度。在这里，我们报告的进展，实现这一目标，通过证明特定的检测沙门氏菌在复杂的营养肉汤溶液中使用共价结合的抗沙门氏菌抗体功能化的纳米管晶体管。有源器件区域的小尺寸使得它们与大规模阵列中的集成兼容。我们发现晶体管的通态电流对沙门氏菌浓度特别敏感，并且在低浓度（<1000 cfu/ml）下饱和。相比之下，沙门氏菌和其他细菌类型对载体迁移率的影响较小，即使在更大的浓度（10^8 cfu/ml）下也没有饱和迹象。
2013-02-13 cond-mat.mtrl-sci
A Graphene-Carbon Nanotube Hybrid Material for Photovoltaic Applications
如果通过化学气相沉积生长的大面积石墨烯片的薄层电阻可以显著降低，则它们可以潜在地用作光致发光器件中的透明电极，而不损失任何透明度。在这里，我们报告了石墨烯导电碳纳米管（CCNT）混合材料的制造，其薄层电阻显著低于纯石墨烯，并且透明度有必要的小降低。石墨烯沉积在自组装的CCNT单层的顶部，其在石墨烯表面上产生平行的导电路径。该混合物从而避免了由于石墨烯片中的缺陷引起的电子散射，并且将薄层电阻降低了两倍。电阻可以通过化学掺杂混合物进一步降低。此外，化学掺杂的混合物比独立的化学掺杂的石墨烯片更稳定，因为CCNT网络增强了掺杂剂结合。为了理解结果，我们开发了一个2D电阻网络模型，其中我们将CCNT层耦合到石墨烯片，并证明该模型定量地解释了电阻降低。我们的研究结果表明，石墨烯-CCNT杂化系统具有用作具有高透明度和低薄层电阻的透明电极的高潜力。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Laser patterned polymer/nanotube composite electrodes for nanowire transistors on flexible substrates
诸如激光图案化的制造技术为低成本和大面积器件制造提供了极好的潜力。导电聚合物可用于取代昂贵的金属油墨，如银和金纳米颗粒用于印刷技术。通过与碳纳米管共混可以改善聚合物的导电性。在这项工作中，酸官能化多壁碳纳米管（f-MWCNT）和聚（乙烯二氧噻吩）[PEDOT]：聚苯乙烯磺酸盐[PSS]的配方进行处理，并在塑料基板上制备薄膜。PEDOT：PSS的电导率在加入f-MWCNT后增加了近四个数量级。PEDOT：PSS/f-MWCNT膜的功函数比纯PEDOT：PSS膜的功函数高约0.5eV，通过开尔文探针法测定。在PET塑料基底上制备场效应晶体管源-漏电极，其中使用44 mJ/脉冲能量的激光烧蚀将PEDOT：PSS/f-MWCNT图案化以限定36微米的电极间隔。使用介电泳对准技术沉积硅纳米线以桥接PEDOT：PSS/f-MWCNT激光图案化电极。最后，通过沉积聚对二甲苯C作为聚合物栅极电介质和金作为顶栅电极来完成顶栅纳米线场效应晶体管。晶体管特性显示出p型导电，具有优异的栅电极耦合，通/断比为~ 200。因此，我们证明了使用高功函数、可印刷的PEDOT：PSS/MWCNT复合油墨来图案化柔性基板上的纳米线晶体管的源极/漏极电极的可行性。
2017-11-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photocurrent Imaging of p-n Junctions and Local Defects in Ambipolar Carbon Nanotube Transistors
利用扫描光电流显微镜（SPCM）研究了双极型碳纳米管（CNT）晶体管内部pn结的特性以及局部缺陷。我们的SPCM图像显示了金属接触附近的强信号，其极性和位置根据栅极偏置而变化。结合整体电导分析的SPCM图像还表明在n型操作制度中接触附近的内部pn结的存在和栅极依赖的演变。为了以纳米级分辨率确定pn结位置和耗尽宽度，使用高斯拟合。我们还测量了CNT器件在不同栅偏压下的电势分布，这表明使用SPCM技术可以成像局部缺陷和感应电场。我们的实验清楚地表明，SPCM是一个有价值的工具，用于成像和优化基于CNT的器件的电气和光电性能。
2007-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microelectronic interconnects based on carbon nanotubes
碳纳米管已成为一种可能的电子应用新材料。它们显示出对晶体管以及互连的有前途的特性。在这里，我们回顾了它们的基本特性，并重点介绍了纳米管作为互连应用的现状，并讨论了它们集成所面临的挑战。
2004-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of environmental impacts on the synthesis of carbyne with more than 6000 atoms for emerging continuously tunable energy barriers in CNT-based transistors
由碳纳米管CNT制成的晶体管表现出优异的电流-电压特性，其性能优于一些高级硅基晶体管。跨半导体界面的连续可调的能量势垒是期望的，以使基于CNT的晶体管更鲁棒。尽管碳纳米管内部碳炔的直接带隙可以通过应变广泛地调节，但是碳炔的尺寸不能容易地控制。生产具有6000多个碳原子的单原子链是一项巨大的技术挑战。为了预测碳炔在不同分子环境中的最佳链长，我们已经开发了一个Monte Carlo模型，在该模型中，一个有限长度的碳炔与4000-15000个原子的大小是由碳纳米管在有限的温度下封装。我们的模拟表明碳炔@纳米管的稳定性受到CNT的性质和孔隙率、外部压力、温度和链长的强烈影响。我们观察到在压缩的碳炔纳米管中链断裂过程的开始。我们的工作为优化碳炔长度提供了急需的输入，以在~ 300 K下产生远长于6000个原子的碳链。提出了用于合成~1%应变碳炔@（6，5）CNT作为CNT基晶体管中的组分以连续调节能垒的设计规则。
2023-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Scalable, Non-Invasive Glucose Sensor Based on Boronic Acid Functionalized Carbon Nanotube Transistors
我们开发了一种可扩展的，无标记的全电子传感器的基础上的碳纳米管晶体管功能化的芘-1-硼酸的D-葡萄糖。该传感器响应于1 μ M- 100 mM范围内的葡萄糖，其包括人血液和唾液中的典型葡萄糖浓度。对照实验证实，用硼酸官能化提供了对葡萄糖的高灵敏度和选择性。该设备显示出比商业血糖仪更好的灵敏度，并且可以通过检测唾液中的低浓度葡萄糖来代表无血葡萄糖监测的一般策略。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Detecting Lyme Disease Using Antibody-Functionalized Single-Walled Carbon Nanotube Transistors
我们研究了抗体功能化的单壁碳纳米管（SWNT）场效应晶体管（FET）作为莱姆病抗原的快速和准确的传感器的潜力。利用化学气相沉积生长的碳纳米管在氧化硅晶片上制备生物传感器，碳纳米管用重氮盐官能化。通过原子力显微镜和电子测量验证了伯氏疏螺旋体（莱姆）鞭毛抗体与纳米管的连接。在与伯氏疏螺旋体鞭毛抗原孵育后，观察到半导体SWNT FET的关断电压的可再现的偏移，表明纳米管FET被结合至抗体的鞭毛蛋白的残基局部门控。该传感器在低至1 ng/ml的浓度下有效地检测缓冲液中的抗原，并且响应在与临床感兴趣的水平一致的浓度范围内强烈变化。可推广的结合化学使这个生物传感平台有可能扩展到监测其他相关抗原，从而实现莱姆病的多载体传感器。这种生物传感器的速度和灵敏度使其成为医学诊断测试的理想候选者。
2013-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph q-bio.BM
Role of Single Defects in Electronic Transport through Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
利用扫描栅显微镜（SGM）和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了单壁碳纳米管场效应晶体管（CNFET）中缺陷对电子输运的影响。SGM揭示了沿CNFET长度的离散缺陷处的局部场效应。单个缺陷的耗尽表面电位从作为尖端偏置电压的函数的缺陷的SGM成像半径被量化。这提供了一个测量的费米能级的缺陷与零尖端电压，这是小到20毫电子伏的最强的缺陷。通过SIM探测了缺陷对输运的影响，作为背栅和尖栅电压的函数。当背栅电压被设置为使CNFET“导通”（导电）时，SIM显示出沿其长度的均匀电位降，与扩散输运一致。相比之下，当CNFET“关断”时，在耗尽缺陷的位置处产生潜在的台阶。最后，第二组弱缺陷的高分辨率成像是在一个新的“尖端选通”SIM模式。
2002-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Logic Ciucuits Using Solution-processed Single-walled Carbon Nanotue Transistors
这封信报告的实现逻辑电路采用解决方案处理网络的单壁碳纳米管。我们构建了基本的逻辑门（反相器，NAND和NOR）与n型和p型场效应晶体管制造的基于溶液的化学掺杂。互补金属氧化物半导体逆变器的电压增益高达20，这说明了碳纳米管网络在可印刷柔性电子产品中的巨大潜力。
2008-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
